SU794786A1

SU794786A1 - She power source for accelerating systems of charged particle accelerators

Info

Publication number: SU794786A1
Application number: SU782660515A
Authority: SU
Inventors: В.И. Белоглазов; Л.Н. Сдобнова
Original assignee: Предприятие П/Я В-8851
Priority date: 1978-08-29
Filing date: 1978-08-29
Publication date: 1982-12-23

Abstract

ИСТОЧНИК СВЧ-МОЩНОСТИ ДЛЯ ПИ?DAHИЯ УСКОРЯЮЩИХ СИСТЕМ УСКОРИТЕЛЕЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий мощный импульсный усилительный Тслист- рон и цепь положительной обратной св зи с направленным о±ветвителем и Дополнительным генератором, о т- личающийс тем, что, с целью повышени КПД устройства, вы~ .ход дополнительного генератора подключен к вспомогательному плечу бо- .кового волновода направленного ответ- вител . .^л•^Kjсо4^*ч1СХ)сьSOURCE OF MICROPOWER FOR PI? DAHI ACCELERATING SYSTEMS OF ACCELERATORS OF CHARGED PARTICLES, containing a powerful pulse amplifying Tslisteron and a positive feedback circuit with a directional ± ± brancher and an additional generator, which is designed to increase the efficiency of the device. You ~. The additional generator is connected to the auxiliary arm of the biowave waveguide of the directional coupler. . ^ l • ^ Kjco4 ^ * h1СХ) Camping

Description

Изобретение относитс к ускорительной технике.This invention relates to accelerator technology.

На малосекционных линейных ускорител х электронов наиболее надежным и недорогим в изготовлении и эксплуатации источником СВЧ-мощности вл етс автогенератор, в котором использован мощный импульсный усилительный клистрон с цепью положительной обратной св зи.In low-section linear electron accelerators, the most reliable and inexpensive source of microwave power in production and operation is an auto-oscillator, in which a powerful pulsed amplifying klystron with a positive feedback circuit is used.

Известно устройство дл питани СВЧ-мощностью ускор ющих систем ускорителей запр женных частиц, содер жащее мощный импульсный усилительный клистрон и цепь положительной обратной св зи, включающую аттенюатор , фазовращатель ифильтрующий злемент, в качестве которого использована ускор юща секци Cl J.A device for supplying microwave power to accelerating systems of particle accelerators, which contains a powerful pulsed amplifying klystron and a positive feedback circuit, including an attenuator, a phase shifter and a filter element, which is used as an accelerating section of Cl J.

В этом устройстве клистрон работает в импульсном режиме, поэтому СВЧ-мощность в импульсе на выходе клистрона по вл етс с некоторым запаздыванием по отношению к импульсу анодного напр жени , при зтом длина цепи обратной св зи настолько велика за счет применени секции, что даже при длине секции в 1 м врюм установлени колебаний составл ет 2,75 МКС, т.е. дл генерировани импульсов с длительностью менее 3 МКС зта схема вообще непригодна. Кроме того, из-за наличи шумов в клистроне момент возникновени .колебаний в автогенераторе носит случайный хаотический характер от импульса к импульсу, из-за чего длительность генерируемого сигнала еще более сокращаетс .In this device, the klystron operates in a pulsed mode; therefore, the microwave power in a pulse at the output of the klystron appears with some delay in relation to the anode voltage pulse, whereby the length of the feedback circuit is so great due to the use of a section that The section in 1 m of the stand of oscillation is 2.75 ISS, i.e. For generating pulses with a duration of less than 3 MKS, this circuit is generally unsuitable. In addition, due to the presence of noise in the klystron, the moment of occurrence of oscillations in the oscillator is randomly random from pulse to pulse, due to which the duration of the generated signal is further reduced.

Известен также источник СВЧ-мощности дл питани ускор ющих систем ускорителей зар женных частиц, содержащий мощный импульсный усилительный клистрон и цепь положительной обратной св зи с направленным от ветвителем и дополнительным генератором 2 .A source of microwave power is also known for powering accelerating systems of charged particle accelerators, which contains a powerful pulsed amplifying klystron and a positive feedback circuit with a directional switch and an additional generator 2.

Описанное устройство также обладает недостатком, привод щим к снижению эффективности использовани системы, так как мощность от дополнительного генератора вводитс в цепь обратной св зи либо через элемент св зи, который ослабл ет дополнительную мощность в сотни раз, либо через двойной волноводный тройник, который делит эту мощность на две части. Одна часть по цепи обратной св зи поступает на вход клистрона, а втора часть бесполезно тер етс в нагрузке или в волноводном тракте. Следовате:льно, на вход клистрона мощность от дополнительного генератора поступает не полностью, поэтому КПД такого источника СВЧ-мощности низок (не превышает 70%).The described device also has the disadvantage of reducing the efficiency of use of the system, since the power from the additional generator is introduced into the feedback circuit either through a communication element that attenuates the additional power hundreds of times, or through a double waveguide tee that divides this power in two parts. One part of the feedback circuit is fed to the input of the klystron, and the second part is uselessly lost in the load or in the waveguide path. Therefore: flax, the input from the additional generator is not fully supplied to the input of the klystron, therefore the efficiency of such a source of microwave power is low (does not exceed 70%).

Целью изобретени вл етс повышение КПД устройства.The aim of the invention is to increase the efficiency of the device.

Цель достигаетс тем, что выход дополнительного генератора подключен к вспомогательному плечу бокового волновода направленного ответвител .The goal is achieved by the fact that the output of the auxiliary generator is connected to the auxiliary arm of the side waveguide of the directional coupler.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого источника СВЧ-мощности дл односекционного ускорител ; на фиг. 2 - блок-схема предложенного источника СВЧ-мощности дл питани ускорител , содержащего несколько секций; на фиг. 3 - график зависимости времени установлени СВЧ-колебаний на выходе автогенератора от мощности Дополнительного генератора.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed microwave power source for a single-section accelerator; in fig. 2 is a block diagram of a proposed microwave power source for powering an accelerator containing several sections; in fig. 3 is a graph of dependence of the establishment time of the microwave oscillations at the output of the oscillator on the power of the Additional Generator.

Приведенна на фиг. 1 схема источника СВЧ-мощности содержит импульсный ускорительный клистрон 1, работающий в автогенераторно - режиме , обеспечивающий СВЧ-питание одНосекционного ускорител 2. Часть выходной мощности клистрона через на правленный ответвит ль 3 и цепь обратной св зи поступает на вход клистрона 1. Цепь обратной св зи состоит, например, из последовательно соединенных блока 4 защиты, аттенюатора 5 фазовращател 6 и стабилизирующего резонатора 7. Дополнительный генератор 8 подключен к цепи обратной св зи , к вспомоагтельному плечу бокового волновода направленного ответвител .Shown in FIG. 1, the microwave power source circuit contains a pulsed accelerating klystron 1 operating in a self-oscillator mode that provides microwave power to the single accelerator 2. A part of the output power of the klystron is via a directional junction 3 and the feedback circuit is fed to the input of the klystron 1. This consists, for example, of the protection unit 4 connected in series, the attenuator 5 of the phase shifter 6 and the stabilizing resonator 7. An additional generator 8 is connected to the feedback circuit, to the side arm of the side wave novoda directional coupler.

Схема работает следующим образом.The scheme works as follows.

При подаче на клистрон импульса анодного напр жени начинаетс развитие процесса генерации колебаний. Через некоторое врем на выходе клисрона по вл етс СВЧ-мощность. Так как дополнительный генератор подключен к вспомогательному плечу бокового волновода направленного ответвител , то его мощность используетс полностью. По сравнению с прототипом где примен етс двойной трЬйник, это приводит к уменьшению установлени колебаний в 2-3 раза, а КПД устройства повышаетс примерно на 10%.When an anodic voltage pulse is applied to the klystron, the oscillation generation process begins. After some time, microwave power appears at the output of the klisron. Since the additional generator is connected to the auxiliary arm of the side waveguide of the directional coupler, its power is fully utilized. Compared to the prototype, where double transducer is used, this leads to a decrease in the establishment of oscillations by 2-3 times, and the efficiency of the device increases by about 10%.

Приведенную на фиг. 2 схему целесообразно использовать дл питани ускорителей зар женных частиц, содержащих несколько секций, но не более 10-12 шт. Дл этого необходимо один из клистронов, питающих секции ускорител 2, использовать в качестве автогенератора, часть выходной мощности которого подают на входы остальных клистронов.The one shown in FIG. 2, it is expedient to use the circuit for feeding accelerators of charged particles containing several sections, but not more than 10–12 pcs. To do this, you need one of the klystrons feeding the sections of the accelerator 2, used as an oscillator, part of the output power of which is fed to the inputs of the remaining klystrons.

При определении зависимости времени установлени СВЧ-колебаний на выходе автогенератора, имеющего предлагаемую конструкцию (фиг. 3), использовалс автогенератор на основе КИУ-53 с длительностью выходного импульса не более 10 мкс. В качестве дополнительного генератора можно использовать СВЧ-генератор с уровнем выходной мощности до 120 Вт.When determining the dependence of the establishment time of the microwave oscillations at the output of the oscillator having the proposed design (Fig. 3), a CVD-53 based oscillator was used with an output pulse duration of not more than 10 µs. As an additional generator, you can use a microwave generator with an output power level of up to 120 watts.

Из графика видно, что увеличение мощности дополнительного генератора приводит к уменьшению времени установлени From the graph it can be seen that increasing the power of the additional generator reduces the

колебаний,что особенно важно,как указано выше,при работе с короткими импульсами на выходе автогенератора.fluctuations, which is especially important, as indicated above, when working with short pulses at the output of the oscillator.

Claims

A microwave power source for writing accelerating systems of accelerators of charged particles, containing a powerful pulse amplifying klystron and a positive feedback circuit with a directional coupler and an additional generator, characterized in that, in order to increase the efficiency of the device, the output of the additional generator is connected to the auxiliary arm of the side waveguide directional coupler. .

with ω cz

Μ with m

QG

B